The Effect of Science Interviews on the Perceptions About Engineering of Secondary School Students

Abstract

In the research, it was aimed to investigate the effect of a science interview carried out by an academician in the field of engineering on the perception about engineers of secondary school students. The research is designed as a mixed method, and concurrent quantitative + qualitative mixed methods research was used. The sample of the research were consisted of 83 7th and 8th grade students who attend a secondary school, and they were determined in accordance with the convenience sampling method. In the research, Questionnaire on Attitudes Towards Engineers and Scientists, short-answer and open-ended questions were used as data collection tools. In the research, firstly, the scale and short-answer questions was given to the students as a pre-test. Post-test was given to the students one week after the science interview. Descriptive and related samples t-test were used in the analysis of quantitative data, and content analysis and descriptive analysis were used in the analysis of qualitative data. As a result of the research, it was determined that the science conversation on engineering affected students' engineering perceptions positively. Further, at the end of the research, they were determined that students' desire to be engineers and the opinions on the engineer's gender may be male or female increased. The students stated that the science interview provided the opportunity to get new knowledge, the opportunity to see the work done by engineers and interest in engineering. On the other hand, after the science interview, it was determined that the students gained information about the work of engineers and the environment in which they worked.

Keywords

• Perception about engineer
• science interview
• secondary school students

Bilim Söyleşilerinin Ortaokul Öğrencilerinin Mühendislik Algılarına Etkisi

Abstract

Bu araştırmada mühendislik alanında görev yapmakta olan bir öğretim üyesi tarafından gerçekleştirilen bilim söyleşisinin ortaokul öğrencilerinin mühendis algısına etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Araştırma karma yöntemler araştırması olarak tasarlanmış ve araştırmada eş zamanlı nicel + nitel karma yöntemler araştırması deseni kullanılmıştır. Araştırmanın örneklemini kolay ulaşılabilir örnekleme yöntemine göre belirlenmiş olup 7. ve 8. sınıfta öğrenim gören 83 ortaokul öğrencisinden oluşmaktadır. Araştırmada veri toplama aracı olarak Mühendislere ve Bilim İnsanlarına Yönelik Algı Ölçeği, kısa cevaplı ve açık uçlu sorular kullanılmıştır. Araştırmada ölçek ve kısa cevaplı sorular öğrencilere ön test olarak uygulanmıştır. Ön test sonrası okulda inşaat mühendisliği bölümünde görev yapan bir öğretim üyesinin katılımıyla TÜBİTAK tarafından desteklenen bilim söyleşisi gerçekleşmiştir. Söyleşiden bir hafta sonra öğrencilere son test uygulanmıştır. Nicel verilerin analizinde betimsel analiz ve ilişkili örneklemler için t-testi, nitel verilerin analizinde ise içerik analizi ve betimsel analiz kullanılmıştır. Araştırma sonucunda mühendislik üzerine yapılan bilim söyleşisinin öğrencilerin mühendislik algılarını olumlu yönde etkilediği tespit edilmiştir. Ayrıca araştırmanın sonunda öğrencilerin mühendis olma istekleri, mühendisin cinsiyetinin erkek ya da kadın olabileceği düşüncelerinde artış görülmüştür. Öğrenciler bilim söyleşisinin kendilerine yeni bilgiler edinme, mühendisler tarafından yapılan çalışmaları görme fırsatı ve mühendisliğe ilgi duyma gibi katkılar sağladığını belirtmiştir. Öte yandan bilim söyleşisi sonrasında öğrencilerin mühendislerin yaptıkları işlere ve çalıştıkları ortama ilişkin bilgiler edindikleri de tespit edilmiştir.

Keywords

• Mühendislik algısı
• bilim söyleşisi
• ortaokul öğrencileri

References

1. Apedoe, X. S., Reynolds, B., Ellefson, M. R., & Schunn, C. D. (2008). Bringing engineering design into high school science classrooms: The heating/cooling unit. Journal of Science Education and Technology, 17(5), 454-465. doi: 10.1007/s10956-008-9114-6
2. Balçın, M. D., & Ergün, A. (2017, Nisan). Ortaokul öğrencilerinin mühendislik algılarının belirlenmesi. I. Uluslararası Sınırsız Eğitim ve Araştırma Sempozyumu (USEAS2017), Antalya.
3. Balçın, M. D., & Ergün, A. (2019). Altıncı sınıf öğrencilerinin gözünden havacılık ve uzay mühendisi. Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 45, 1-21. doi: 10.9779/pauefd.417832
4. Balçın, M. D., & Yavuz Topaloğlu, M. (2019). Okul dışı öğrenme ortamlarında ilkokul öğrencilerinin mühendislere ve bilim insanlarına yönelik algılarının incelenmesi. ODÜ Sosyal Bilimler Araştırmaları Dergisi, 9(1), 157-170.
5. Başar, M., Gürkan, H., Avcı, A., Sökmen-Bedel, N., Aktaş, A., Gündüz, M., & Soylu, A. (2021). Özel/minik mucitler 4007 TÜBİTAK bilim şenliği programının öğrenci görüşlerine göre incelenmesi. Araştırma ve Deneyim Dergisi, 6(2), 122-138. doi: 10.47214/adeder.1026808
6. Bilen, K., Irkıçatal, Z., & Ergin, S. (2014, Eylül). Ortaokul öğrencilerinin bilim insanı ve mühendis algıları. XI. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi. Çukurova Üniversitesi Eğitim Fakültesi, Adana.
7. Binkley, M., Erstad, O., Herman, J., Raizen, S., Ripley, M., & Rumble, M. (2010). Draft white paper 1: Defining 21st century skills. The University of Melbourne: Assessment and Teaching of 21st Century Skills (ATCS).
8. Bybee, R. W. (2010). Advancing STEM education: A 2020 vision. Technology and Engineering Teacher, 70(1), 30-35.

9. Can, A. (2013). SPSS ile bilimsel araştırma sürecinde nicel veri analizi. Ankara: Pegem Akademi.
10. Capobianco, B. M., Diefes-Dux, H. A., Mena, I., & Weller, J. (2011). What is an engineer? Implications of elementary school student conceptions for engineering education. Journal of Engineering Education, 100(2), 304-328. doi: 10.1002/j.2168-9830.2011.tb00015.x
11. Carr, R. L., Diefes-Dux, H. A., & Horstman, B. (2012, June). Change in elementary student conceptions of engineering following an ıntervention as seen from the draw-an engineer test. 2012 ASEE Annual Conference & Exposition. San Antonio, Texas.
12. Chachra, D., Kilgore, D., Loshbaugh, H., McCain, J., & Chen, H. (2008, June). Being and becoming: Gender and ıdentity formation of engineering students. 2008 Annual Conference & Exposition. Pittsburgh, Pennsylvania.
13. Cohen, J. (1988). Statistical power analysis for the behavioral sciences. Hillsdale, NJ: Lawrence Earlbaum Associates.
14. Creswell, J. W., & Plano Clark, V. L. (2018). Designing and conducting mixed methods research. Thousand Oaks, CA: Sage Publications, Inc.
15. Cunningham, C. M. (2009). Engineering is elementary. The Bridge, 1(1), 11-18.
16. Cunningham, C. M., Lachapelle, C., & Lindgren-Streicher, A. (2005, June). Assessing elementary school students' conceptions of engineering and technology. 2005 ASEE Annual Conference and Exposition. Portland, Oregon.
17. Çakmak, B., Bilen, K., & Taner, M. S. (2019). Ortaokul öğrencilerinin mühendis ve mühendislik algıları. Anadolu Öğretmen Dergisi, 3(1), 32-43. doi: 10.35346/aod.559599
18. Çavuş, R., & Öztuna Kaplan, A. (2020, Mayıs). Bilim fuarlarının öğrencilerin fen konularına yönelik ilgileri ile mühendis ve bilim insanı algılarını geliştirmedeki yeri. Fatih Sultan Mehmet Vakıf Üniversitesi Eğitim Fakültesi, İstanbul.
19. Çetin, B. Y., & Asiltürk, E. (2017). Ortaokul beşinci sınıf öğrencilerinin mühendislik imajları. The Journal of New Trends in Educational Sciences, 1(1), 55-66.
20. Çınar, Ç. (2011). Lise son sınıf öğrencilerinin meslek seçimi kararlarında benlik algısının önemi (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Maltepe Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, İstanbul.
21. Çil, E., & Özlen, S. (2019). Beşinci sınıf öğrencilerinin mühendis ve mühendislik algılarının incelenmesi. Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 19(4), 1272-1287. doi: 10.17240/aibuefd.2020..-408610
22. Çolakoğlu, M. H. (2017). Okul ve bilim merkezi eğitimde işbirliği. Journal of Research in Informal Environments, 2(2), 1-24.
23. Çorlu, M. S., Capraro, R. M., & Capraro, M. M. (2014). Introducing STEM education: Implications for educating our teachers in the age of innovation. Education and Science, 39(171), 74-85.
24. Dasgupta, N., & Stout, J. G. (2014). Girls and women ın science, technology, engineering, and mathematics: Steming the tide and broadening participation in STEM careers. Policy Insights from the Behavioral and Brain Sciences 1(1), 21-29. doi: 10.1177/2372732214549471
25. Daugherty, M. K. (2013). The prospect of an “A” in STEM education. Journal of STEM Education, 14(2), 10-15.
26. Davis, L. A., & Gibbin, R. D. (Eds.). (2002). Raising public awareness of engineering. Washington, DC: National Academies Press.
27. Diekman, A. B., Brown, E. R., Johnston, A. M., & Clark, E. K. (2010). Seeking congruity between goals and roles: A new look at why women opt out of science, technology, engineering, and mathematics careers. Psychological Science, 21, 1051-1057. doi: 10.1177/0956797610377342
28. Ergun, A., & Balcin, M. D. (2019). The perception of engineers by middle school students through drawings. Eurasian Journal of Educational Research, 83, 1-28. doi: 10.14689/ejer.2019.83.1
29. Ergün, A., & Balçın, M. D. (2017). Turkish adaptation of questionnaire on attitudes towards engineers and scientists. International Electronic Journal of Elementary Education, 10(1), 103-113. doi: 10.26822/iejee.2017131891
30. Ergün, A., & Balçın, M. D. (2018a, Eylül). Ortaokul öğrencilerinin mühendis algılarının çizimler aracılığıyla belirlenmesi. Uluslararası Bilim ve Eğitim Kongresi, Afyonkarahisar.
31. Ergün, A., & Balçın, M. D. (2018b). Perceptions and attitudes of secondary school students towards engineers and engineering. Journal of Education and Practice. 9(10), 90-106.
32. Ergün, A., & Bilen, K. (2020). Ortaokul öğrencilerinin çevre mühendisliği bilgi düzeyleri. Turkish Studies-Educational Sciences, 15(2), 783-804. doi: 10.29228/TurkishStudies.41618
33. Fortus, D., Dershimer, R. C., Krajcik, J. S., Marx, R. W., & Mamlok-Naaman, R. (2004). Design-based science and student learning. Journal of Research in Science Teaching, 41(10), 1081-1110. doi: 10.1002/tea.20040
34. Fralick, B., Kearn, J., Thompson, S., & Lyons, J. (2009). How middle schoolers draw engineers and scientists. Journal of Science Education and Technology, 18(1), 60- 73. doi: 10.1007/s10956-008-9133-3
35. Frehill, L. M. (1997). Education and occupational sex segregation: The decision to major in engineering. The Sociological Quarterly, 38(2), 225-249. doi: 10.1111/j.1533-8525.1997.tb00475.x
36. Gelmez Burakgazi, S. (2017). Kritik olaylar, politik dokümanlar, raporlar ve araştırmalar ışığında Türkiye’de bilim iletişimi. Selçuk İletişim, 10(1), 232-261. doi: 10.18094/josc.303022
37. Genç, G. S., & Aydın, G. (2015). Mesleki gelişim seminer çalışmalarının öğretmenler tarafından değerlendirilmesi örneklemi. İstanbul Aydın Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 1(1), 1-40.
38. Girgin, D., & Satmaz, İ. (2019). Opinions of gifted students on scientific ınterviews at the science and art center. International Journal of Innovative Approaches in Education, 3(4), 82-92. doi: 10.29329/ijiape.2019.226.2
39. Gottfredson, L. S. (2002). Gottfredson’s theory of circumscription, compromise and selfcreation. D. Brown & Associates (Eds.), in Career choice and development (pp.101-106). Bensenville: Scholastic Testing Service.
40. Green, S. B., & Salkind, N. J. (2005). Using SPSS for Windows and Macintosh: Analyzing and understanding data. New Jersey: Pearson.
41. Gülhan, F., & Şahin, F. (2018). A comparative ınvestigation of middle school 5th and 7th grade students’ of perceptions on engineers and scientists. Necatibey Faculty of Education Electronic Journal of Science & Mathematics Education, 12(1), 309-338. doi: 10.17522/balikesirnef.437785
42. Hester, K., & Cunningham, C. M. (2007, March). Engineering is elementary: An engineering and technology curriculum for children. 2007 ASEE Annual Conference and Exposition. Honolulu, Hawaii.
43. Hyde, J. S. (2005). The gender similarities hypothesis. American Psychologist, 60(6), 581-592. doi: 10.1037/0003-066X.60.6.581
44. International Technology Educating Association [ITEA]. (2007). Standards for technological literacy: Content for the study of technology. Retrieved from www.iteaconnect.ora/TAA/PDFs/xstnd.pdf
45. Knight, M., & Cunningham, C. (2004). Draw an engineer test (DAET): Development of a tool to ınvestigate students’ ideas about engineers and engineering. 2004 ASEE Annual Conference and Exposition, Salt Lake City, Utah.
46. Koyunlu Ünlü, Z., & Dökme, İ. (2017). Özel yetenekli öğrencilerin FeTeMM’in mühendisliği hakkındaki imajları. Trakya University Journal of Education Faculty, 7(1), 196-204.
47. Kuenzi, J. J. (2008). Science, technology, engineering, and mathematics (STEM) education: Background, federal policy, and legislative action [Report for Congress]. Retrieved from http://www.fas.org/sgp/crs/misc/RL33434.pdf
48. Leonard, M. J. (2004). Toward epistemologically authentic engineering design activities in the science classroom. Vancouver, B.C.: National Association for Research in Science Teaching.
49. Lyons, J., Fralick, B., & Kearn, J. (2009). A survey of middle schoolers' perceptions towards engineers and scientists. 2009 ASEE Annual Conference and Exposition. Honolulu, Hawaii.
50. Mahoney, M. P. (2009). Student attitude toward STEM: Development of an instrument for high school STEM-based programs (Unpublised Doctoral Dissertation). The Ohio State University, Ohio.
51. Marulcu, I., & Barnett, M. (2013). Fifth graders’ learning about simple machines through engineering design-based ınstruction using lego materials. Research in Science Education, 43(5), 1825-1850. doi: 10.1007/s11165-012-9335-9
52. Mehalik, M., Doppelt, Y., & Schunn, C. D. (2008). Middle school science through design based learning versus scripted inquiry: Better overall science concept learning and equity gap reduction. Journal of Engineering Education, 97(1), 71-86. doi: 10.1002/j.2168-9830.2008.tb00955.x
53. Miles, M. B., & Huberman, A. M. (1994). Qualitative data analysis: An expanded sourcebook. Thousand Oaks, CA: Sage Publications, Inc.
54. Millî Eğitim Bakanlığı (MEB). (2018). Fen bilimleri dersi öğretim programı (İlkokul ve ortaokul 3, 4, 5, 6, 7 ve 8. sınıflar). Ankara: Talim Terbiye Kurulu Başkanlığı.
55. Morrison, J. (2006). TIES STEM education monograph series, attributes of STEM education. Baltimore, MD: TIES. 07.05.2020 tarihinde http://www.wythe-excellence.org/media/STEM_Articles.pdf sayfasından erişilmiştir.
56. National Research Council (NRC). (2010). Exploring the inter section of science education and 2lst century skills: A workshop summary. Washington, DC: National Academies Press.
57. National Research Council (NRC). (2011). Successful K-12 STEM education: Identifying effective approaches in science, technology, engineering, and mathematics. Washington DC: The National Academic Press.
58. National Research Council (NRC). (2012). A framework for K-12 science education: Practices, crosscutting concepts, and core ideas. Washington DC: The National Academic Press.
59. National Academy of Engineering (NAE) & National Research Council (NRC). (2009). Engineering in K-12 education understanding the status and improving the prospects. Washington, DC: National Academies Press.
60. North Central Regional Educational Laboratory (NCREL). (2002). enGauge 21st Century Skills: Digital Literacies for a Digital Age. https://files.eric.ed.gov/fulltext/ED463753.pdf
61. Nosek, B. A., Banaji, M. R., & Greenwald, A. G. (2002). Math= male, me= female, therefore math≠ me. Journal of Personality and Social Psychology, 83(1), 44-59.
62. Oware, E. A., Capobianco, B. M., & Diefes-Dux, H. A. (2007). Young children’s perceptions of engineers before and after a summer engineering outreach course. 37th ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference. Milwaukee, Wisconsin.
63. Oware, E. A. (2008). Examining elementary students’ perceptions of engineers (Unpublished Doctoral Dissertation). Purdue University, Indiana.
64. Öztürk İrtem, E., & Hastürk, H., G. (2021). STEM eğitimi için bir temellendirme: Ortaokul öğrencilerinin bilim insanı ve mühendis algıları. Cumhuriyet International Journal of Education, 10(3), 1327-1355. doi: 10.30703/cije.912794
65. Partnership for 21st Century Skills (P21). (2009). P21 framework definitions. https://files.eric.ed.gov/fulltext/ED519462.pdf
66. Plano Clark, V. L., & Ivankova, N. V. (2016). Mixed method research: A guide to the field. Thousand Oaks, CA: Sage Publications, Inc.
67. Ringwood, J. V., Monaghan, K., & Maloco, J. (2005). Teaching engineering design through lego mindstorms. European Journal of Engineering Education, 30(1), 91-104. doi: 10.1080/03043790310001658587
68. Rogers, C., & Portsmore, M. (2004). Bringing engineering to elementary school. Journal of STEM Education, 5(3), 17-28.
69. Sadler, P. M., Sonnert, G., Hazari, Z., & Tai, R. (2012). Stability and volatility of STEM career interest in high school: A gender study. Science Education, 96(3), 411-427. doi: 10.1002/sce.21007
70. Stohlmann, M., Moore, T. J., & Roehrig, G. H. (2012). Considerations for teaching integrated STEM education. Journal of Pre-College Engineering Education Research, 2(1), 28-34. doi: 10.5703/1288284314653
71. Su, M.-S., Chang, T.-C., Wu, C.-C., & Liao, C.-W. (2016). Factors affecting the student career decision-making of junior high school students in Central Taiwan area. International Journal of Information and Education Technology, 6(11), 843-850. doi: 10.7763/IJIET.2016.V6.803
72. Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK). (2019). Bilim söyleşileri. https://bilimsoylesileri.tubitak.gov.tr/ adresinden 23.12.2019 tarihinde erişilmiştir.
73. Unfried, A., Faber, M., & Wiebe, E. (2014). Gender and student attitudes toward science, technology, engineering, and mathematics. AERA Annual Meeting, Philadelphia, PA.
74. Uzel, L., & Canbazoğlu Bilici, S. (2020). 6. sınıf öğrencilerinin mühendislik imajlarının ve STEM’e yönelik bilgi yapılarının incelenmesi. Boğaziçi Üniversitesi Eğitim Dergisi, 37, 47-72.
75. Walker, M. (2001). Engineering identities. British Journal of Sociology of Education, 22, 75-89. doi: 10.1080/01425690020030792
76. Wagner, T. (2008). Rigor redefined. Educational Leadership, 68(2), 20-24.
77. Wendell, K. B., & Lee, H. S. (2010). Elementary students’ learning of materials science practices through ınstruction based on engineering design tasks. Journal of Science Education and Technology, 19(6), 580-601. doi: 10.1007/s10956-010-9225-8
78. Wicklein, R. C. (2006). Five reasons for engineering design as the focus for technology education. Technology Teacher, 65(7), 25–29.
79. Wyss, V. L., Heulskamp, D., & Siebert, C. J. (2012). Increasing middle school student ınterest in STEM careers with videos of scientists. International Journal of Environmental and Science Education, 7(4), 501-522.
80. Yıldırım, A., & Şimşek, H. (2008). Sosyal bilimlerde nitel araştırma yöntemleri. Ankara: Seçkin Yayınevi.
81. Yıldırım, B. (2016). 7. Sınıf fen bilimleri dersine entegre edilmiş fen teknoloji mühendislik matematik (STEM) uygulamaları ve tam öğrenmenin etkilerinin incelenmesi (Yayınlanmamış Doktora Tezi). Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
82. Yıldırım, B., & Türk, C. (2018). STEM uygulamalarının kız öğrencilerin STEM tutum ve mühendislik algılarına etkisi. Adıyaman Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 30, 842-884. doi: 10.14520/adyusbd.368452